Фильтр для паронагнетательных скважин

 

Изобретение относится к технике борьбы с пескопроявлеиием в нефтедобыче . Цель изобретения - повышение эффективности работы. Для этого фильтр снабжен клапанным узлом, выполненным в виде корпуса (К) 5 с коаксиально установленным в нем с образованием кольцевой полости 6 подпружиненным полым штоком (Ш) 11, ползуном 15, фиксаторами 27 и 36 с толкателями 26 и 35 и стержнем 29,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2 (.51) 4 Е 21 В 43/08

ICF.(" "., ) 13 )3, у(у„о

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

29

f4

12

4 1d

31

1Б

2В

7 фее 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1173035 (21) 4109370/22-03 (22) 11.08.86 (46) 30.01.88. Бюл. )) 4 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) И.В.Роман, А.К.Арсеньев, А.В.Литвинов и С.И,Колесниченко (53) 622 ° 245. 144 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1173035, кл. Е 21 В 43/08, 198 1.

1 (54) ФИЛЬТР ДЛЯ ПАРОНАГНЕТАТЕЛЬНЫХ

С КВАЖИН (57) Изобретение относится к технике борьбы с пескопроявлеиием в нефтедобыче. Цель изобретения — повышение эффективности работы. Для этого фильтр снабжен клапанным узлом, выполненным в виде корпуса (К) 5 с коаксиально установленным в нем с образованием кольцевой полости 6 подпружиненным полым штоком (Ш) 11, ползуном 15, фиксаторами 27 и 36 с толкателями 26 и 35 и стержнем 29.

Б

3О

39

37

33

27 (s

13

Последний установлен в полости 6 и одним концом жестко связан с верхней торцовой поверхностью К 5. В верхней части Ul 11 и в нижней части

К 5 выполнены боковые отверстия. Наружная поверхность Ш 11 и внутренняя

К 5 выполнены с кольцевыми проточками 8, 20 и 24. Последняя выполнена с фасками 25 в периферийной части и имеет стенки, перпендикулярные оси

Ш 11. Полэун 15 установлен в полости Ш 11, а фиксаторы 27, 36 с толка- телями 26 и 35 — в полости 6 и поочередно взаимодействуют с проточками 24. Толкатель 26 взаимодейств,ет с полэуном 15 при открытии клапанного узла, а фиксатор 36 — со свободным концом стержня 29 при закрытии узла. Стержень 29 выполнен из материала, коэффициент линейного рас70230 ширения которого превышает коэффициент расширения материала корпуса.Фиксируют Ш 11 при совмещении проточки

24 с проточкой 8, когда фиксатор 27 занимает положение в них обеих. Фиксатор 27 срабатывает, когда его движение перестает ограничиваться толкателем 26, который движется после перемещения ползуна 15 в начальное положение, В верхнее положение ползун

15 перемещается при уменьшении перепада давления вследствие открытия щелевых отверстий фильтра над клапанным узлом. Последний обеспечивает прохождение теплоносителя через фильтр и

его прогрев для открытия фильтрационных щелей, При достаточном прогреве фильтра клапанный узел закрывается и теплоноситель движется непосредственно через фильтр. 1 з ° п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике борьбы с пескопроявлением в нефтедобыче в паронагнетательных скважинах, и является дополнительным к основному авт. св, Р 1173035.

Цель изобретения — повышение эффективности работы фильтра, На фиг, 1 изображен фильтр для паронагнетательных скважин в закрытом положении, разрез; на фиг.2— то же, в открытом положении; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.5— разрез В-B на фиг. 2.

16

Фильтр для паронагнетательных скважин выполнен в виде корпуса 1 со щелевыми отверстиями 2 и резьбой З,изготовленного иэ материала с повышенным коэффициентом линейного расширения, например алюминия или дуралюмина. На корпус 1 навернуты до плотного контакта или с регулированным зазором взаимодействия шайбы 4, изготовленные из материала с пониженным коэффициентом линейного расширения, например стали, Снизу на резьбу корпуса 1 наворачивается клапанньпi узел, выполненный в виде корпуса 5, имеющего форму стакана с кольцевой полостью 6 и боко2 выми отверстиями 7 в нижней части, а также кольцевой проточкой 8 на внутренней поверхности, В верхнюю часть корпуса 5 ввернута головка 9, в проходное отверстие 10 которой с воэможностью осевого перемещения коаксиально корпусу 5 вставлен подпружиненный полый шток 11, внутренний канал которого имеет узкую 12 и широкую 13 части. Узкая часть 12 (верхняя часть штока) выполнена с боковым отверстием 14, а в широкую часть 13 с воэможностью осевого перемещения вставлен ползун 15 с коническим переходом 16, подпружиненный пружиной 17.

На внутренней поверхности головки

9 и наружной поверхности ползуна 15 имеются уплотнения 18 и 19 °

Шток 11 на наружной поверхности имеет кольцевую проточку 20 с фасками 21 в периферийной части. Стенки кольцевых проточек перпендикулярны оси штока. Кроме того, к штоку 11 жестко прикреплено кольцо 22. В кольцевой полости 6 установлены фиксаторы с толкателями, В радиальных каналах 23, просверленных сквозь стенки штока 11 и кольцо 22 и оканчивающихся в кольцевой проточке 24 с фасками

25, вставлены толкатели 26, вэаимо3 13702 действующие внутренним концом с ползуном 15, а наружным — с фиксатором

27 (его форма показана на фиг. 4), вставленным в кольцевую проточку 8.

Шток 11 вместе с кольцом 22 подпру5 жинены пружиной 28 относительно дна корпуса 4.

К верхней торцовой поверхности корпуса 5 (головке 9) одним концом прикреплены стержни 29, изготовленные как и трубчатый корпус 1 из материала с повышенным коэффициентом линейного расширения, например алюминия или дуралюмина, в отличие от остальных металлических деталей фильт. ра, изготовленных из материала с пониженным коэффициентом линейного расширения, например стали.

Другой конец стержня 29 свободно

20 вставлен в глухой вертикальный канал

30 кольца 31, прикрепленного к внутренней поверхности корпуса 5 с возможностью регулирования положения относительно стержня 29. Кольцо 31 имеет сквозные осевые (фиг. 3).отверстия 32 и радиальные отверстия 33, оканчивающиеся во внутренней кольцевой проточке 34 кольца 31 ° Оси радиальных отверстий 33 пересекаются

30 с осями вертикальных каналов 30 ° В радиальных отверстиях 33 вставлены толкатели 35, взаимодействующие с фиксатором 36. Форма фиксатора 36 и расположение относительно него толкателей 25 в закрытом положении клапанного узла показаны на фиг. 5. Толкатели 35 имеют поверхности 37, соответствующие концевым поверхностям 38 стержней 29, имеющим вид косых срезов. Фиксаторы 27 и 36 с толкателями

26 и 35 поочередно взаимодействуют с кольцевыми проточками корпуса и штока 11, при этом один из фиксаторов с толкателем взаимодействует с кольцевыми проточками корпуса узла, а другой — с свободным концом стержня

29 при закрытом положении клапанного узла.

Устройство работает следующим образом.

Фильтр подвешивается ниже пакера, спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах и устанавливается в интервале перфорации. Во время спуска клаланный узел фильтра находится в закрытом состоянии, т ° е. фиксатор

27 находится одновременно в кольцевых проточках 8 и 24 и тем самым препят30 4 ствуют движению штока 11. Давление закачиваемого пара действует на ползун 15 и перемещает его внутри неподвижного полого штока 11. При движении полэуна 15 его конический переход 16 взаимодействует с толкателями 26, взаимодействующими в свою очередь с фиксатором 27 и утапливающими последний в кольцевой проточке 24 штока 11. При этом перпендикулярность стенок кольцевой проточки 24 к оси штока 11 и наличие фасок 25 обеспечивают свободное без заеданий разжатие фиксатора 27 в кольцевой проточке 24. Таким образом шток 11 освобождается для движения под действием давления закачиваемого пара.

Вследствие этого движения при перемещении штока 11 вниз окно 14 сообщается с внутренней полостью 6 клапанного узла и тем самым пар получает возможность проходить через клапанный узел последовательно через окно 14 штока 11, внутреннюю полость 6, отверстия 32 в кольце 31 и отверстия

7 в корпусе клапана 5.

Движение штока 11 вниз ограничивается при совмещении кольцевой проточки 20 на наружной поверхности штока

11 и кольцевой проточки 34 кольца 31, когда фиксатор 36 занимает положение в них обоих. Выполнение кольцевой проточки 20 с обеспечением перпендикулярности ее стенок оси штока 11 определяет надежность срабатывания фиксатора 36.

Таким образом, обеспечивается движение через клапанный узел жидкости, заполняющий лифтовые трубы и фильтр.

После того, как вся заполнявшая лифтовые трубы жидкость продавится через клапанный узел, под действием температуры пара (570-590 К) корпусная труба удлиняется. За счет разности коэффициентов линейного расширения материалов корпусной трубы 1 (24 10 К ) и шайб 4 (12 10 К ) между шайбами 4 образуются тепловые зазоры, выполняющие роль фильтровых щелей, и пар проходит через эти щели.

В этот момент происходит закрытие клапанного узла.

Срабатывание клапанногo узла на закрытие происходит следующим образом.

Под действием температуры пара, проходящего через клапаннн:и узел, происходит тепловое расширение его

5 13 деталей. При этом стержень 29, имеющий коэффициент линейного расширения больший, чем коэффициенты линейного расширения остальных металлических деталей, увеличивается в длине, его косой срез 38, находящийся в канале 30, действует на поверхность

33 толкателя 35, который взаимодействует с фиксатором 36. Последний в результате этого взаимодействия утапливается в кольцевой проточке 34, чем освобождается движение штока 11.

Шток 11 под действием пружины 28 возвращается в начальное положение,определяемое совмещением кольцевых проточек 8 и 24, окно 14 перекрывается и пар перестает двигаться через клапанный узел. Фиксация штока 11 происходит при совмещении его кольцевой проточки 24 с кольцевой проточкой 8, когда фиксатор 27 занимает положение в них обеих. Срабатывание фиксатора 27 происходит в тот момент,когда его движение перестает ограничиваться толкателем 26, движение которого становится возможным после перемещения полэуна 15 в начальное положение под действием пружины 17, жесткость которой рассчитывается таким образом, что она обеспечивает перемещение в верхнее положение ползуна 15 при уменьшении перепада давления вследствие открытия щелевых отверстий фильтра над клапанным узлом.

Таким образом, клапанный узел обеспечивает прохождение теплоносителя через фильтр для паронагнетатель ных скважин и его прогрев для открытия фильтрационных щелей. При достаточном прогреве фильтра, а следовательно, при требуемом открытии его фильтрационных щелей клапанный узел

70230

40 закрывается и движение теплоносителя происходит только непосредственно через фильтр.

Формула изобретения

1. Фильтр для паронагнетательных скважин по авт. св. У 1173035, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности работы, он снабжен клапанным узлом, выполненным в виде корпуса с коаксиально установленным в нем с образованием кольцевой полости подпружиненным полым штоком, ползуном, фиксаторами с толкателями и стержнем, установленным в кольцевой полости и одним концом жестко связанным с верхней торцовой поверхностью корпуса, причем шток в верхней части и корпус в нижней выполнены с боковыми отверстиями, наружная поверхность полого штока и внутренняя поверхность корпуса выполнены с кольцевыми проточками, полэун установлен в полости штока, а фиксаторы с толкателями — в кольцевой полости с воэможностью поочередного взаимодействия с кольцевыми проточками корпуса и штока, при этом один иэ толкателей фиксатора взаимодействует с ползуном при открытии клапанного узла, а другой — со свободным концом стержня при закрытии клапанного узла, при этом стержень выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого превьппает коэффициент линейного расширения материала корпуса клапанного узла.

2, Фильтр по п. 1, отличаюшийся тем, что кольцевые проточки полого штока выполнены с фасками в периферийной части и имеют стенки, перпендикулярные оси штока.

1370230

Составитель Е.Молчанова

Редактор А.Долинич Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 381/28 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4